Плотность - удобный способ определения твердых и жидких тел. Однако плотность напрямую не измеряется. Вместо этого он рассчитывается на основе двух или более простых измерений.
Задний план
Плотность представляет собой отношение массы объекта к его объему (объем занимаемого пространства). Следовательно, измерение плотности твердого вещества или жидкости обязательно включает два измерения (массу и объем). В науке эти измерения обычно выражаются в метрических единицах, таких как граммы (г) для массы и миллилитры (мл) или кубические сантиметры (см³) для объема. В этих установках чистая вода имеет плотность 1,00 г / мл.
Измерение массы
Для измерения массы просто требуются весы или весы. Твердые предметы можно просто положить на весы и взвесить после того, как весы будут отрегулированы так, чтобы исходное показание было нулевым. Жидкости необходимо поместить в емкость для взвешивания. В этом случае также необходимо определить вес пустой емкости и вычесть ее из веса жидкости плюс емкости:
вес жидкости = (вес тары и жидкости) - (вес пустой тары)
Измерение объемов твердых тел
Доступны два метода измерения объема твердого объекта. Если объект имеет правильную геометрическую форму, например куб, сферу или цилиндр, размеры объекта можно определить путем измерения штангенциркулем или простой линейкой. Однако вы должны знать уравнение объема этой формы. Объем (V) цилиндра, например, определяется как V =? R²h, где r - радиус цилиндра, а h - его высота. НАСА предоставляет удобный онлайн-формуляр.
Второй метод определения объема твердого тела - это кубическое смещение. Для этого метода требуется заполненный водой контейнер с градуированной разметкой объема. Кухонного мерного стакана будет достаточно, хотя градуированный цилиндр, используемый в химических лабораториях, будет более точным. В любом случае контейнер будет наполовину заполнен водой, а затем объект будет погружен в жидкость. Разница в уровне воды до и после погружения объекта дает кубическое смещение, равное объему объекта. Например, если мерный стакан изначально был наполнен на 4,0 унции. а затем прочтите 4,6 унции. после того, как объект был погружен, объем объекта будет 4,6 - 4,0 = 0,6 унции.
Измерение объемов жидкостей
Объемы жидкостей определяются путем помещения жидкости в емкость с градуированными показаниями объема, нанесенными сбоку. В большинстве случаев это будет тот же контейнер, который используется для хранения жидкости при измерении ее массы. Для этого подходят мерные стаканчики или пластиковые шприцы. Однако убедитесь, что объем жидкости равен тому, который взвешивается при определении массы.
Расчет плотности
После измерения массы и объема твердого вещества или жидкости разделите массу на объем, чтобы рассчитать плотность.